[参考译文] OPA855：如何实现高增益带宽 TIA

您好 Mojtaba、

 您能否分享 OPA855 EVM 的任何修改(包括 PD 连接及其反向电压偏置)的原理图？  

谢谢、
Sima  

尊敬的 Sima：

我可以将设计文件秘密发送给您吗？

您好、Mojtabe、

两点：

1.您确定可以足够快地驱动 SFH4715AS 吗？ 由于 IR-LED 不可避免的结电容、这一点并不简单。

2. BPW34是一个相当大的光电二极管，结电容相当大，为70pF。 OPA855数据表的第10节讨论了结电容更低的光电二极管。 因此、您可能会在使用 BPW34时遇到困难。

顺便说一句，"发展局 C107"是什么意思？ 我在 www.

Kai

尊敬的 Kai：

 SFH4715AS 提供 Rt=12nS 和 ft=15ns、这意味着它可以在高达45MHz 的频率下工作、此外、我们还提供了一些其他选项、如激光二极管、这种发送器速度要快得多。

- BPW 34 BS 反向偏置为30V、因此根据其数据表中给出的图表、结电容应小于10pF (第5页)

抱歉，我的错，这是一个拼写错误。 器件型号为具有较大活动区域的 PDB-C107。

此致、

Mojtaba

您好、Mojtaba、

[引用 userid="539762" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1159274/opa855-how-can-i-achieve-high-gain-bandwidth-tia/4370209 #4370209"]-  SFH4715AS 提供 Rt=12nS 和 ft=15ns、这意味着它可以在高达45MHz 的频率下工作、[/quot]

是的、但仅当驱动的电阻非常低时。

顺便说一下、您是如何检查电路的频率响应的？

Kai

您可以检查我们用于驱动 LED 的电路。 它似乎在电气上正常工作。

LED_Driver.TSC

Mojtaba

您好 Mojtaba、

感谢您分享您的 LED 驱动电路。  我正在浏览您发送的电子邮件、并也在观看此论坛。

最棒的

阿尔茨

谢谢您、Alec、

期待收到您的回复。 我希望收到您的反馈。

此致、

Mojtaba

您好、Mojtaba、

使用10pF 时、OPA855应该能够提供150MHz 的带宽：

e2e.ti.com/.../mojtaba_5F00_opa855.TSC

但请记住、即使反馈环路中未考虑的最小杂散电容也会破坏带宽。 因此、您应该使用 C2进行实验。 最后、省略 C2完全可以实现这一目的、因为 R1可以在其端子之间显示足够的杂散电容、因此不需要 C2。

Kai

尊敬的 Kai：

感谢你的答复。 是的、你是对的。 OPA855能够提供150MHz 带宽。 但是、相对于 LED 和 PD 的距离、增益对于我们的应用而言是不够的。另一方面、LED 本身不能发射超过50MHz 的光线、因此我们需要更高的增益和更低的带宽 TIA。

您对此有什么建议吗？ 我还认为、第二级可能有助于提供大于50MHz 的带宽、大于120dB 的增益、输出 Vpp > 0.4

但我 还不能实现。

此致、
Mojtaba

您好、Mojtaba、

您可以将 R1设置为18k、将 C2设置为150f。 这将为您提供80MHz 的带宽。 R1=43k、C2=100F 将为您提供50MHz 的带宽。 然后添加第二级以提供额外增益。

同样、这里的问题是准确达到最佳反馈电容。 反馈电容越小、冲击电容就越困难。 您可以使用不同尺寸的电阻器(0402、0603……)进行实验。 不同的尺寸会导致不同的寄生电容。 您甚至可以将反馈电阻器拆分为两个或三个串联的电阻器。 串联电路会导致总寄生电容降低。

Kai

尊敬的 Kai：

我通常使用 SMD 尺寸(0402和0603)、我将尝试使用它们的寄生电容来获得该值。

还有一点：我想使用多个并联 PD 来生成更高的输入电流、这会导致更高的输入电容、因此我添加了 C3以减小总输入电容并移除由暗流引起的输入直流电。

我想知道该相位，它是否会成为>30MHz 的问题？

您建议第二级在不降低带宽的情况下实现大于120dB 的总增益的哪个部分？ 我对噪声的担忧是、在馈送到第二级之前、是否应该对输出进行滤波？

此致、

Mojtaba

您好、Mojtaba、

这不再是 TIA！

Kai

尊敬的 Kai：

我不明白为什么它不是 TIA？

我更改了 PD 与交流耦合的连接。  

Mojtaba

您好、Mojtaba、

TIA 中 OPAMP 的输入位于虚拟接地端、可为光电二极管提供零欧姆输入。 您的10pF 电容器会破坏该特性。 光电二极管不再出现零欧姆输入、因此电路不再是 TIA。

作为 TIA 工作时、必须大幅增加10pF 电容、使其值远高于检测器电容。

Kai

您好 Kai

如果我添加更多并联 PD、输入电容将增大。 那么、引导可能是更好的选择、对吧？

是否可以获得大于50MHz 的带宽和大于120dB 的自举总增益？

Mojtaba_OPA855_bootstrap.tsc

此致、

Mojtaba

您好、Mojtaba、

增加 R3并执行相位稳定性分析、您将知道答案  

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1078878/opa855-wideband-composite-photodiode-tia-4kohm-500mhz-oscillates

Kai

尊敬的 Kai：

是否可以在自举中使用单电平为运算放大器供电？ 我试过，但它破坏了一切！

此致、

Mojtaba

您好、Mojtaba、

是的、这是可能的、但会使事情复杂化、因为您必须在两个阶段都引入合适的伪接地。

Kai